ดีเอ็นเอขยะ เพื่อมนุษยชาติ | จตุพล พลไธสง

ดีเอ็นเอเป็นองค์ประกอบหลักที่กำหนดว่าเราจะมีรูปร่างลักษณะเช่น สีผิว สีตา หรือรูปร่างเป็นอย่างไร ดีเอ็นเอเป็นตัวกำหนดให้เราเป็นเรา ดีเอ็นเอจะได้รับการถ่ายทอดจากบรรพบุรุษและจะส่งผ่านไปยังลูกหลานต่อไป

การสืบทอดทางพันธุกรรมจากรุ่นสู่รุ่นและการผสมผสานพันธุกรรม ทำให้มนุษย์มีลักษณะที่แตกต่างหลากหลาย

 โครงสร้างของดีเอ็นเอจะประกอบด้วยหน่วยย่อยคือ นิวคลีโอไทด์ 4 ชนิด คือ Adenine (A), Thymine (T), Cytosine (C) และ Guanine (G) นิวคลีโอไทด์จะเข้าคู่กันและเรียงต่อกันเป็นเส้นสายดีเอ็นเอ

การเรียงลำดับของนิวคลีโอไทด์ทั้งสี่ชนิดนี้ ทำให้เกิดลำดับของนิวคลีโอไทด์ที่มีความหลากหลาย ดังนั้น ดีเอ็นเอจึงสามารถเก็บข้อมูลของสิ่งมีชีวิตได้เป็นปริมาณมาก 

การทำงานโดยทั่วไปของดีเอ็นเอจะเริ่มจากการถอดรหัสเป็นโมเลกุลอาร์เอ็นเอ จากนั้นอาร์เอ็นเอก็จะแปลงรหัสไปเป็นกรดอะมิโนที่จะต่อกันกลายเป็นโปรตีน ถัดจากนั้นโปรตีนจะไปทำหน้าที่ต่าง ๆ ภายในเซลล์หรือภายในร่างกายต่อไป 

ในกระบวนการทำงานจากดีเอ็นเอเป็นโปรตีนนั้น กรดอะมิโนหนึ่งตัวจะมาจากลำดับนิวคลีโอไทด์ที่กล่าวข้างต้นมาเรียงต่อกันสามตัว ซึ่งชุดลำดับสามตัวนี้จะมีความจำเพาะต่อกรดอะมิโนแต่ละตัว

ดังนั้น การเรียงสลับกันของนิวคลีโอไทด์จะทำให้ได้ชุดลำดับสามตัวที่หลากหลาย ส่งผลให้ได้กรดอะมิโนหรือโปรตีนมากมายหลายประเภท 

หากเปรียบเปรยเป็นบทเพลง นิวคลีโอไทด์อาจเปรียบได้กับตัวโน้ตตัวโน้ตหนึ่ง ซึ่งการเรียงสลับไปมาทำให้ได้ท่วงทำนองต่าง ๆ ของบทเพลงนั่นเอง

จากการศึกษา นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบลำดับดีเอ็นเอรูปแบบหนึ่ง คือ ลำดับดีเอ็นเอซ้ำ (Repeated DNA Sequences) ซึ่งมีลักษณะเป็นรูปแบบของลำดับดีเอ็นเอที่ซ้ำ ๆ กัน

เช่น ลำดับ CAGCAGCAGCAGCAG โดยลำดับดังกล่าวเป็นการซ้ำกันของลำดับดีเอ็นเอ CAG จำนวน 5 ซ้ำ เปรียบดังรูปแบบท่วงทำนองซ้ำ ๆ ที่เราพบในบทเพลง

ในอดีตนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าลำดับดีเอ็นเอซ้ำนี้ ไม่มีหน้าที่หรือมีประโยชน์ ดีเอ็นเอกลุ่มนี้จึงเคยถูกเรียกว่า ดีเอ็นเอขยะ (Junk DNA) แต่เมื่อมีการศึกษามากขึ้น โดยใช้ทั้งเทคนิคทางชีววิทยาระดับโมเลกุล หรือชีวสารสนเทศศาสตร์

ศาสตร์ใหม่ที่ใช้ศาสตร์ทางด้านคอมพิวเตอร์ คณิตศาสตร์ และวิทยาศาสตร์ด้านต่าง ๆ มาช่วยวิเคราะห์ข้อมูลทางชีววิทยาที่ปัจจุบันมีข้อมูลในปริมาณมาก ทำให้นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่า ลำดับดีเอ็นเอซ้ำนี้ มีประโยชน์และหน้าที่ ไม่ได้เป็นดีเอ็นเอขยะแต่อย่างใด 

จากการศึกษาดีเอ็นเอของมนุษย์พบว่า ดีเอ็นเอของมนุษย์ประกอบด้วยดีเอ็นเอซ้ำในปริมาณมาก โดยพบในปริมาณร้อยละ 70 ของดีเอ็นเอทั้งหมด

ซึ่งหากดีเอ็นเอเหล่านี้ไม่ได้มีประโยชน์และหน้าที่อะไร น่าจะถูกกำจัดออกไปในระหว่างเราวิวัฒนาการมา หลังจากเริ่มมีการศึกษาเกี่ยวกับดีเอ็นเอซ้ำ มีการนำดีเอ็นเอกลุ่มนี้มาใช้ประโยชน์ในหลายแง่มุม

ตัวอย่างหนึ่งคือการนำมาใช้ในทางนิติวิทยาศาสตร์ เนื่องจากดีเอ็นเอซ้ำบางบริเวณสามารถนำมาใช้พิสูจน์เอกลักษณ์บุคคลได้

ดีเอ็นเอซ้ำอาจมีจำนวนซ้ำที่ไม่เท่ากัน เมื่อนำดีเอ็นเอซ้ำหลาย ๆ บริเวณมาวิเคราะห์จะได้ลายพิมพ์ดีเอ็นเอ (DNA Fingerprint) ซึ่งจะแตกต่างออกไปในแต่ละบุคคล ซึ่งนำไปใช้พิสูจน์เอกลักษณ์บุคคลได้ และยังสามารถพิสูจน์ความสัมพันธ์ทางสายเลือดได้ เนื่องจากเราได้ดีเอ็นเอซ้ำนี้มาจากพ่อและแม่หรือบรรพบุรุษของเรา 

นอกจากการใช้ทางนิติวิทยาศาสตร์แล้ว นักวิทยาศาสตร์ยังค้นพบว่าดีเอ็นเอซ้ำบางบริเวณเป็นสาเหตุของโรคบางอย่าง โดยเฉพาะโรคที่เกี่ยวข้องกับการเสื่อมของระบบประสาท

เช่น โรคฮันติงตัน (Huntington's Disease) ที่ส่งผลให้เซลล์ประสาทสมองเสื่อมสภาพ ทำให้การใช้ความคิด การเคลื่อนไหวของร่างกายค่อย ๆ แย่ลงเรื่อย ๆ

และยังค้นพบว่า ดีเอ็นเอซ้ำนี้ยังมีส่วนช่วยให้สิ่งมีชีวิตเกิดวิวัฒนาการขึ้น ช่วยให้สิ่งมีชีวิตบางชนิดอยู่รอดได้ในสภาพสิ่งแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไป รวมทั้งการค้นพบว่าดีเอ็นเอซ้ำมีส่วนในการควบคุมการทำงานของดีเอ็นเอส่วนอื่น ๆ ซึ่งมีความสำคัญและจำเป็นต่อการควบคุมการทำงาน การเจริญเติบโตและพัฒนาการของสิ่งมีชีวิต

 เมื่อไม่นานมานี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ทดลองนำดีเอ็นเอซ้ำมาทดสอบกับเซลล์มะเร็งปอดในหลอดทดลอง ซึ่งผลการทดลองแสดงให้เห็นคุณลักษณะบางประการของเซลล์มะเร็งปอดที่เปลี่ยนแปลงไป

การทดลองนี้แสดงให้เห็นว่าดีเอ็นเอซ้ำอาจจะนำมาใช้ประโยชน์ในการรักษาโรคมะเร็งในอนาคตได้ แต่ยังคงต้องมีการศึกษาทดลองเพิ่มเติมต่อไป

ดีเอ็นเอที่เคยถูกมองว่าเป็นขยะ จึงกลับเป็นดีเอ็นเอที่จุดความหวังการเยียวยามนุษยชาติที่ท้าทายการค้นหาที่ไม่สิ้นสุดต่อไป.